[發(fā)明專利]一種先進(jìn)的首循環(huán)18個月?lián)Q料裝載方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210517652.3
• 申請日: 2012-12-05
• 公開（公告）號: CN103000232A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姚紅;劉國明;霍小東;楊海峰
• 申請（專利權(quán)）人: 中國核電工程有限公司
• 主分類號: G21C3/58
• 分類號: G21C3/58;G21C3/328
• 代理公司: 北京天悅專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11311
• 代理人: 田明;任曉航

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于反應(yīng)堆設(shè)計技術(shù)，具體涉及一種壓水堆核電站反應(yīng)堆堆芯首循環(huán)18個月?lián)Q料裝載方法。

背景技術(shù)

在由177組燃料組件組成的壓水堆核電站反應(yīng)堆堆芯首循環(huán)燃料組件布置中，傳統(tǒng)的布置方法是：將堆芯燃料組件按照富集度的不同分為三區(qū)布置，這三區(qū)的富集度分別為1.8％、2.4％、3.1％，其中富集度為1.8％的燃料組件不含固體可燃毒物，富集度為2.4％和3.1％的燃料組件中可能含有固體可燃毒物，在首循環(huán)中使用的固體可燃毒物為硼硅酸鹽玻璃。在滿足各項安全準(zhǔn)則的前提下，傳統(tǒng)布置的首循環(huán)堆芯的自然循環(huán)長度為335個等效滿功率天。

傳統(tǒng)的硼硅酸鹽玻璃的固體可燃毒物存在以下不足：工藝制造上較為復(fù)雜，環(huán)狀的硼硅酸鹽玻璃裝在不銹鋼的套管里；以可燃毒物棒的形式直接插在燃料組件的導(dǎo)向管位置，而控制棒也是插在燃料組件的導(dǎo)向管位置，因此插入可燃毒物棒的燃料組件就不能再插入控制棒，也就是說硼硅酸鹽玻璃可燃毒物棒的使用在一定程度上限制了控制棒設(shè)計的靈活性；另外，首循環(huán)后，需要卸除硼硅酸鹽玻璃可燃毒物棒，進(jìn)行額外的包裝和處理，177組燃料組件組成的反應(yīng)堆堆芯首循環(huán)中含有1248根硼硅酸鹽玻璃的固體可燃毒物棒，因此額外造成的放射性廢物為1248根硼硅酸鹽玻璃的固體可燃毒物棒，不利于環(huán)境保護(hù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種177組燃料組件組成的反應(yīng)堆堆芯首循環(huán)裝載方法，旨在解決首循環(huán)中使用傳統(tǒng)的硼硅酸鹽玻璃的固體可燃毒物導(dǎo)致放射性廢物多、不利于環(huán)保以及控制棒設(shè)計上不靈活、循環(huán)長度與18個月?lián)Q料的平衡循環(huán)長度相差較多的問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種先進(jìn)的首循環(huán)18個月?lián)Q料裝載方法，反應(yīng)堆堆芯由177組燃料組件組成，在首循環(huán)中，部分燃料組件使用含釓燃料組件，Gd₂O₃為可燃毒物材料，含釓燃料組件的含釓燃料棒中Gd₂O₃與UO₂混合均勻彌散在燃料芯塊中，含釓燃料芯塊中Gd₂O₃的重量百分比為2%-10%。

進(jìn)一步，如上所述的先進(jìn)的首循環(huán)18個月?lián)Q料裝載方法，其中，所述的177組燃料組件按照²³⁵U的富集度不同分為三區(qū)，三區(qū)富集度分別為2.0％、3.1％和3.9％，三區(qū)的燃料組件數(shù)依次為61、68和48組，其中富集度為2.0％的燃料組件中沒有含釓燃料棒，富集度為3.1％和3.9％的燃料組件中含有含釓燃料棒。

更進(jìn)一步，在含釓燃料組件中含有4根、8根、12根、16根、20根或24根含釓燃料棒。

進(jìn)一步，如上所述的先進(jìn)的首循環(huán)18個月?lián)Q料裝載方法，其中，所述的三種富集度的燃料組件分區(qū)中，富集度最高的燃料組件裝載在堆芯外區(qū)，另外兩種較低富集度的燃料組件按棋盤式布置在堆芯內(nèi)區(qū)。

本發(fā)明的有益效果如下：本發(fā)明在首循環(huán)中采用Gd₂O₃作為可燃毒物，在滿足各項安全準(zhǔn)則的前提下，實現(xiàn)了自然循環(huán)長度為482個等效滿功率天，與傳統(tǒng)的首循環(huán)中使用硼硅酸鹽玻璃的固體可燃毒物相比，循環(huán)長度長了147個等效滿功率天，與18個月?lián)Q料的平衡循環(huán)長度相當(dāng)，具有相當(dāng)高的經(jīng)濟(jì)性和運行靈活性。

相比傳統(tǒng)的硼硅酸鹽玻璃的固體可燃毒物來說，采用Gd₂O₃的可燃毒物材料還有如下優(yōu)點：工藝制造較為簡單，Gd₂O₃與UO₂混合均勻彌散在燃料芯塊中；不占用導(dǎo)向管位置，因此不會與控制棒的設(shè)計位置發(fā)生干涉；不需要進(jìn)行額外的處理，因為Gd₂O₃隨著堆芯內(nèi)的燃耗而減少，沒有殘余，因此沒有放射性廢物，有利于環(huán)境保護(hù)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的具體實施例中堆芯燃料組件的布置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，表示²³⁵U富集度為3.9%的燃料組件；

表示²³⁵U富集度為3.1%的燃料組件；

^□表示²³⁵U富集度為2.0%的燃料組件；

圖標(biāo)中的數(shù)字表示含釓燃料棒的根數(shù)。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。